Burzowe szaleństwo w kosmicznej filiżance herbaty

Masz ochotę na filiżankę kosmicznej herbaty? Ta nie jest tak uspokajająca, jak ziemska. W galaktyce, w której znajduje się struktura nazywana „Filiżanka herbaty”, szaleje kosmiczna burza.

Źródłem kosmicznego szkwału jest czarna dziura ukryta w centrum galaktyki, oficjalnie znana jako SDSS 1430+1339. Gdy materia w centralnych regionach galaktyki jest przyciągana w kierunku czarnej dziury, jest zasilana przez potężną grawitację i pola magnetyczne blisko czarnej dziury. Opadająca materia wytwarza więcej promieniowania, niż wszystkie gwiazdy w całej jej galaktyce razem wzięte. Ten rodzaj aktywnej czarnej dziury zwany jest kwazarem.

Znajdująca się około 1,1 mld lat świetlnych od Ziemi galaktyka gospodarz Filiżanki herbaty została pierwotnie odkryta na obrazach w świetle widzialnym przez naukowców obywateli w 2007 r. w ramach projektu Galaxy Zoo, który wykorzystywał dane z Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Od tego czasu zawodowi astronomowie używający teleskopów kosmicznych zgromadzili wskazówki na temat historii tej galaktyki z myślą o prognozowaniu, jak burzliwa będzie w przyszłości. Nowy złożony obraz zawiera dane rentgenowskie z Chandra wraz z widokiem w świetle optycznym z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.

„Uszko” Filiżanki to pierścień optycznego i rentgenowskiego światła otaczającego gigantyczną bańkę. Formacja ta, znajdująca się ok. 30 000 lat świetlnych od supermasywnej czarnej dziury, została prawdopodobnie wytworzona przez jedną lub więcej erupcji zasilanych przez czarną dziurę. Emisja radiowa również zarysowuje tę bańkę oraz bańkę o tym samym rozmiarze po drugiej stronie czarnej dziury.

Wcześniejsze obserwacje z użyciem teleskopów optycznych pokazywały, że atomy w uszku Filiżanki były zjonizowane, co oznacza, że zostały naładowane, gdy niektóre z ich elektronów zostały usunięte, prawdopodobnie w wyniku silnego promieniowania kwazara w przeszłości. Ilość promieniowania potrzebnego do jonizacji atomów porównano z tą wynikającą z obserwacji optycznych kwazara. Porównanie to sugeruje, że produkcja promieniowania kwazara zmniejszyła się o czynnik między 50 a 600 w ciągu ostatnich 40 000 do 100 000 lat. Ten wnioskowany ostry spadek doprowadził badaczy do wniosku, że kwazar w Filiżance herbaty zanika lub umiera.

Nowe dane z misji Chandra i XMM-Newton pozwalają astronomom lepiej zrozumieć historię tej galaktycznej burzy. Widma rentgenowskie pokazują, że kwazar jest mocno zasłonięty przez gaz. Oznacza to, że wytwarza znacznie więcej promieniowania jonizującego, niż wskazują na to szacunki oparte wyłącznie na danych z obserwacji optycznych, i że pogłoski o śmierci kwazara mogą być przesadzone. Okazuje się, że kwazar przygasł tylko o czynnik 25 lub mniej w ciągu ostatnich 100 000 lat.

Dane z Chandry pokazują również dowody na to, że w bąblu znajduje się gorętszy gaz, co może oznaczać, że wiatr materii jest wydmuchiwany z czarnej dziury. Taki wiatr, który był napędzany promieniowaniem z kwazara, mógł stworzyć bańki znalezione w Filiżance.

Astronomowie obserwowali wcześniej bańki o różnych rozmiarach w galaktykach eliptycznych, grupach i gromadach galaktyk, które były generowane przez wąskie strumienie zawierające cząsteczki przemieszczające się z prędkością zbliżoną do prędkości światła, wystrzeliwujące z supermasywnych czarnych dziur. Energia dżetów posiada moc wyjściową czarnych dziur a nie promieniowania.

Astronomowie odkryli w tych układach napędzanych strumieniowo, że moc wymagana do wytworzenia bąbli jest proporcjonalna do jasności ich promieniowania rentgenowskiego. Co zaskakujące, kwazar Filiżanka herbaty napędzany promieniowaniem podąża tym wzorem. To sugeruje, że zdominowane przez promieniowanie układy kwazarów oraz ich zdominowani przez dżety kuzyni, mogą mieć podobny wpływ na ich galaktyczne otoczenie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Chandra

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.